一种多功能近视预警装置

1.本实用新型属于智能电子设备技术领域，具体涉及一种多功能近视预警装置。


背景技术：

2.随着智能化水平的提高，智能电子产品也越来越普及，已经深入到我们的学习和日常生活中。然而长时间近距离使用电子产品会导致用眼负荷过大，从而导致视力下降。有时还因为使用姿势不当，导致干眼、视疲劳，甚至一些眼部的器质性病变，这种视力下降的现象还逐渐变得年轻化。
3.此外，对于青少年而言，首要的任务就是学习，需要长时间用眼，因此保持良好的学习习惯非常重要，比如保持一定的距离，端正坐姿；控制用眼时间，特别是电子产品的使用时间以及环境光线充足等等都至关重要。
4.现有专利中，如：cn216283942u提供了一种基于环境光反馈的智能护眼检测装置，采集当前环境的光照强度数据然后进行判断，并通过指示灯的显示状态提醒用户或设计师，当照度超过或不足标准要求时，用户可通过语音控制台灯的亮度变化，让环境照明达到国家标准。但其调节光照的方式为人工语音控制，且装置本身的功能不够丰富，有待进一步优化。


技术实现要素：

5.针对现有技术的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种多功能近视预警装置，避免当前的智能护眼装置无法根据当前的环境光照自动调节台灯亮度且无法对用户进行语音提示的问题。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种多功能近视预警装置，包括照明系统，所述照明系统包括led灯具和灯底座，所述led灯具设于所述灯底座的上表面；
8.所述灯底座包括底座板和底座上盖，底座上盖盖设于底座板上以形成中空结构；
9.所述底座板上固定设有树莓派主控模块，所述底座上盖的一侧面上设有光敏模块，所述光敏模块的输出端与树莓派主控模块电连接以将检测到的环境条件的光照强度值发送给树莓派主控模块；
10.所述树莓派主控模块与所述led灯具电连接以便结合光照强度值调节led灯具的亮度；
11.所述灯底座内设有喇叭，所述喇叭的输入端与树莓派主控模块电连接以便通过喇叭语音提醒使用者当前光照强度信息。
12.进一步完善上述技术方案，所述底座上盖的前部设有一摄像头外壳，所述摄像头外壳呈中空结构；摄像头外壳的内部设有摄像头模块，摄像头外壳的前端面开设有一摄像头窗口；所述摄像头模块的输出端与树莓派主控模块电连接以通过树莓派主控模块进行摄像数据的处理并得到使用者的人体姿态信息。
13.进一步地，所述摄像头外壳的内部设有毫米波测距模块，摄像头外壳的前端面开设有一测距窗口以供所述毫米波测距模块监测使用者与本多功能近视预警装置之间的距离，所述毫米波测距模块的输出端与树莓派主控模块电连接以通过树莓派主控模块进行距离判定。
14.进一步地，所述底座板的前部设有第一舵机云台底座；
15.所述第一舵机云台底座上安装有可左右转动的第一舵机云台；所述第一舵机云台与第二舵机云台底座连接以带动第二舵机云台底座左右转动；
16.所述底座上盖的前部与所述第二舵机云台底座相对应的位置开设有一通孔以使所述第二舵机云台底座延伸出底座上盖的上表面；
17.所述第二舵机云台底座上安装有可竖向摆动的第二舵机云台；所述第二舵机云台与所述摄像头外壳连接以带动摄像头外壳竖向摆动。
18.进一步地，所述led灯具包括灯杆、灯罩和灯具，所述灯具固定设于灯罩的内侧，灯杆的两端分别与灯罩和灯底座可转动连接；
19.所述灯杆包括若干灯杆本体，若干灯杆本体之间为可转动连接使灯杆为可折叠收缩样式，所述灯杆本体为中空结构以便导线从灯底座的内部引出后经过灯杆与灯具电连接。
20.进一步地，所述灯杆与灯罩之间设有可转动连接机构以实现可转动连接；
21.所述可转动连接机构包括杆底座和杆底座连接柱，所述杆底座的底部与灯罩固定连接；
22.所述杆底座的中部垂直延伸设有台阶轴，所述杆底座连接柱的中部开设有与所述台阶轴直径最大端相适配的通孔，所述台阶轴的自由端的中部沿轴向开设有内螺纹孔，所述台阶轴活动通过所述通孔以使杆底座与杆底座连接柱之间为可转动连接，所述内螺纹孔连接螺钉以防止脱出；
23.所述杆底座连接柱的侧面上相对开设有两内螺纹孔，与灯罩相邻的灯杆本体上凸起设有互相平行的两连接支耳，杆底座连接柱位于两连接支耳之间并通过活动穿过连接支耳的螺钉实现可转动连接。
24.进一步地，所述灯具的前端面设有红外测温模块用以获取使用者的体温信息，所述红外测温模块的输出端与树莓派主控模块电连接。
25.进一步地，所述灯底座的一侧面上设有一显示模块，所述显示模块与树莓派主控模块电连接；
26.所述喇叭包括喇叭外壳、喇叭本体和数字功放板，所述喇叭外壳的内部呈中空结构，喇叭本体和数字功放板设于喇叭外壳内部，所述数字功放板的输入端与树莓派主控模块电连接以使所述树莓派主控模块控制喇叭进行语音播放。
27.相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
28.1、本实用新型的一种多功能近视预警装置，通过光敏模块采集当前环境的光照强度值并发送给灯底座内的树莓派主控模块，树莓派主控模块根据预设的人眼最适合的光照强度范围来判定当前环境的光照强度值是否处于该范围内，如果不是则控制led灯具调节亮度同时还通过喇叭提醒使用者当前的光照强度并不是最适合人眼的光照强度。这样，做到监测并改善环境亮度条件，增加了使用者眼睛的适应度和舒适度。
29.2、本实用新型的一种多功能近视预警装置，通过两个舵机云台带动摄像头外壳实现左右转动和上下转动，从而实现摄像头模块的实时捕获使用者的人体姿态信息和毫米波测距模块的实时测距，使用者也可以自由地摆放产品，改善了以往产品使用条件的局限性。
30.3、本实用新型的一种多功能近视预警装置，光敏模块采集的当前环境的光照强度信息、毫米波测距模块测得的人体具体信息和红外测温模块测得的体温信息经过树莓派主控模块处理后，均可以通过显示模块进行显示，便于使用者了解所处的状态；而喇叭集成了喇叭本体和数字功放板，减少了使用空间，使结构更加紧凑，还能进一步通过喇叭语音提醒使用者当前所处的状态。
附图说明
31.图1为实施例的一种多功能近视预警装置的结构示意图；
32.图2为实施例的灯底座的结构示意图（不包括底座上盖）；
33.图3为实施例的灯杆本体与可转动连接机构的配合图；
34.图4为实施例的可转动连接机构的结构示意图；
35.图5为实施例的杆底座的结构示意图；
36.图6为实施例的喇叭外壳的结构示意图；
37.图7为实施例的一种多功能近视预警装置的原理框图；
38.其中，灯底座1，底座板11，底座上盖12，光敏模块2，摄像头外壳3，摄像头窗口4，测距窗口5，第一舵机云台底座61，第二舵机云台底座62，喇叭外壳7，灯杆81，杆底座811，杆底座连接柱812，连接支耳813，灯罩82，灯具83，红外测温模块9，显示模块10。
具体实施方式
39.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该
结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。
42.请参见图1-图7，具体实施例的一种多功能近视预警装置，包括照明系统，所述照明系统包括led灯具和灯底座1，所述led灯具固定设于所述灯底座1的上表面；所述灯底座1包括底座板11和底座上盖12，底座上盖12盖设于底座板11上以形成中空结构；所述底座板11上固定设有树莓派主控模块，所述底座上盖12的一侧面上设有光敏模块2，所述光敏模块2的输出端与树莓派主控模块电连接以将检测到的环境条件的光照强度值发送给树莓派主控模块；所述树莓派主控模块与所述led灯具电连接以结合光照强度值调节led灯具的亮度；所述灯底座1内设有喇叭，所述喇叭的输入端与树莓派主控模块电连接以便通过喇叭语音提醒使用者当前光照强度信息。
43.实施例的一种多功能近视预警装置，通过光敏模块2采集当前环境的光照强度值并发送给灯底座1内的树莓派主控模块，树莓派主控模块根据预设的人眼最适合的光照强度范围来判定当前环境的光照强度值是否处于该范围内，如果不是则控制led灯具调节亮度同时还通过喇叭提醒使用者当前的光照强度并不是最适合人眼的光照强度。这样，做到监测并改善环境亮度条件，增加了使用者眼睛的适应度和舒适度。
44.实施时，led灯具通过导线连接灯底座1内的电路板，再通过电路板与树莓派主控模块实现电连接；树莓派主控模块控制led灯具调节亮度是实时地随光强缓慢柔和地调节，并不会突然性地变化光强。
45.请继续参见图1-图7，其中，所述底座上盖的前部设有一摄像头外壳3，所述摄像头外壳3呈中空结构；摄像头外壳的内部设有摄像头模块，摄像头外壳3的前端面开设有一摄像头窗口4；所述摄像头模块用于实时捕捉使用者的关键点信息，树莓派主控模块内预设有人体姿态信息以及对应的变化阈值，所述摄像头模块的输出端与树莓派主控模块电连接以通过树莓派主控模块进行摄像数据的处理得到使用者的人体姿态信息。
46.这样，树莓派主控模块接收到摄像头模块检测的使用者的关键点信息后，进行数据处理得到使用者的人体姿态信息，树莓派主控模块将使用者的人体姿态信息与树莓派主控模块内存储的人体姿态信息进行对比，若使用者的人体姿态信息与树莓派主控模块内部的人体姿态信息的差别大于阈值，树莓派主控模块控制喇叭播放提醒使用者当前姿态错误。
47.实施时，使用者的姿态校正（人体姿态信息对比）可以通过多种方法进行多重判别，（1）根据关键点进行判断：通过media pipe的多媒体机器学习模型应用框架检测使用者上半身的几个点关键点，通过关键点的相对坐标，计算出姿态信息，和标准姿态信息进行对比，预设合适的阈值；（2）根据人脸面积进行判断：人脸面积会随着姿态的变动而变动，所以可以预测端正姿态下的人脸面积的范围，不过有个缺点，不同的使用者自身情况不一样，所以会使判别精度偏低；（3）根据距离进行判断：距离是判断人体姿态信息其中的重要一项信息，看书时眼睛离书最好是30-40cm，如果距离过近人眼的晶状体会过多地进行调节，时间
长了人眼会感到疲劳，甚至导致近视。因此综上所述，我们利用多种条件进行综合判别，将精度低的条件设为优先级高的，精度高的设为优先级低的，依次判别，这样可以提高精度，比单一算法更精确，使得预警效果显著。
48.其中，所述摄像头外壳3的内部设有毫米波测距模块，摄像头外壳3的前端面开设有一测距窗口5以供所述毫米波测距模块监测使用者与本多功能近视预警装置之间的距离，树莓派主控模块内预设有距离阈值，所述毫米波测距模块的输出端与树莓派主控模块电连接以通过树莓派主控模块进行距离判定。
49.这样，毫米波测距模块可以监测使用者与本实用新型装置之间的距离，并将该距离发送到树莓派主控模块。在树莓派主控模块接收毫米波测距模块检测到的距离情况下，若该距离小于距离阈值，树莓派主控模块控制喇叭进行语音播放提醒使用者当前距离较近；若该距离大于距离阈值，树莓派主控模块控制喇叭进行语音播放提醒使用者当前距离较远。
50.其中，所述底座板的前部设有第一舵机云台底座61；
51.所述第一舵机云台底座61上安装有可左右转动的第一舵机云台；所述第一舵机云台与第二舵机云台底座62连接以带动第二舵机云台底座62左右转动；
52.所述底座上盖的前部与所述第二舵机云台底座62相对应的位置开设有一通孔以使所述第二舵机云台底座62延伸出底座上盖11的上表面；
53.所述第二舵机云台底座62上安装有可竖向摆动的第二舵机云台；所述第二舵机云台与所述摄像头外壳3连接以带动摄像头外壳3竖向摆动，所述摄像头外壳3与第二舵机云台底座62相配合连接。
54.这样，通过两个舵机云台带动摄像头外壳3实现左右转动和上下转动，从而实现摄像头模块的实时捕获使用者的人体姿态信息和毫米波测距模块的实时测距，使用者也可以自由地摆放产品，改善了以往产品使用条件的局限性。
55.其中，所述led灯具包括灯杆81、灯罩82和灯具83，所述灯具83固定设于灯罩的内侧，灯杆81的两端分别与灯罩82和灯底座1为可转动连接；
56.所述灯杆81包括若干灯杆本体，若干灯杆本体之间为可转动连接以使灯杆82为可折叠收缩样式，所述灯杆本体为中空结构以便导线从灯底座1的内部引出后经过灯杆81与灯具83电连接。
57.这样，可折叠收缩样式的灯杆81使得使用者可以根据自己的身高灵活地调节灯杆81的高度和角度，使产品适应使用者，使用者有舒适的体感，并且可收缩折叠使得携带小巧轻便。
58.实施时，底座上盖12的后部设置有多个圆形孔，一方面可以用作出线孔，出线孔用于将灯底座1的内部导线引出来，使导线与灯具83连接；一方面可以用于灯底座1内部的散热。灯具83通过螺丝与灯罩82相连，灯罩82外面覆盖一层均光板，一方面可以保护灯具83，以免受到损害，一方面可以匀和灯光。灯具83采用八个led灯，均匀地设置在灯罩内侧的电路板的周围。
59.其中，所述灯杆81与和灯罩82之间设有可转动连接机构以实现可转动连接；
60.所述可转动连接机构包括杆底座811和杆底座连接柱812，所述杆底座811的底部与灯罩83为固定连接；
61.所述杆底座811的中部垂直延伸设有台阶轴，所述杆底座连接柱812的中部开设有与所述台阶轴直径最大端相适配的通孔，所述台阶轴的自由端的中部沿轴向开设有内螺纹孔，所述台阶轴活动通过所述通孔穿过杆底座连接柱812后再通过所述内螺纹孔连接螺钉（图中未示出）以使杆底座811与杆底座连接柱812之间为可转动连接且不会脱出；
62.所述杆底座连接柱812的侧面上相对开设有内螺纹孔，与灯罩83相邻的灯杆81两端的灯杆本体上凸起设有互相平行的两连接支耳813，杆底座连接柱812位于两连接支耳813之间并通过活动穿过连接支耳813的螺钉（图中未示出）实现可转动连接。
63.这样，经过所述可转动连接机构，杆底座811和杆底座连接柱812之间为可转动，杆底座连接柱812与灯杆本体之间为可转动，从而实现灯罩822的灵活转动，使用者可以自由地选择led灯具的方向和角度，改善了以往led灯具需要固定不动的局限性。
64.其中，所述灯具83的前端面设有红外测温模块9用以获取使用者的体温信息，所述红外测温模块9的输出端与树莓派主控模块电连接。
65.其中，所述底座上盖12的一侧面上设有一显示模块10，所述显示模块10与树莓派主控模块电连接用以显示当前光照强度信息、体温信息和人体距离信息；
66.所述喇叭包括喇叭外壳7、喇叭本体和数字功放板，所述喇叭外壳7的内部呈中空结构，喇叭本体和数字功放板设于喇叭外壳7内部，所述数字功放板的输入端与树莓派主控模块电连接以使所述树莓派主控模块控制喇叭进行语音播放以提醒使用者当前光照强度信息、体温信息和人体距离信息。
67.这样，光敏模块2采集的当前环境的光照强度信息、毫米波测距模块测得的人体具体信息和红外测温模块9测得的体温信息经过树莓派主控模块处理后，均可以通过显示模块10进行显示，便于使用者了解所处的状态；而喇叭集成了喇叭本体和数字功放板，减少了使用空间，使结构更加紧凑，还能进一步通过喇叭语音提醒使用者当前所处的状态。
68.实施时，底座上盖12的侧面和后端面均设有与树莓派主控模块对应的接口，底座上盖12的侧面还设有船型开关接口和dc电源接口。
69.所述树莓派主控模块集成了非常丰富的功能，比如树莓派主控模块上的以太网卡，能够使本实用新型的一种多功能近视预警装置连接互联网，可以实现与互联网进行数据传输，并且可以实现远程控制。同时，树莓派主控模块还可以监测用眼时长，如果时长超过了预设的使用时长，树莓派主控模块可以控制喇叭提醒使用者进行休息。
70.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。